Hệ thống truyền hình trên thế giới và khả năng phát triển ở việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HOÀNG THỌ HIẾN LUẬN VĂN TRUYỀN HÌNH SỐ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH : ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG HÀ NỘI – 2010 LỜI CAM ĐOAN Trong trình thực đề tài luận văn: Hệ thống truyền hình giới khả phát triển Việt Nam Tôi thực qui trình thực thời gian làm luận văn Trong trình nghiên cứu làm đề tài, sưu tầm sử dụng số tài liệu nước xuất bản, số tài liệu theo tiêu chuẩn ITU cũ thông qua năm gần đây, với số báo tạp chí nước Để cập nhật thông tin phục vụ tốt cho phương hướng phát triển công nghệ sử dụng thông tin trang Web như: www.vtc.com.vn, www.vinasat1.com.vn,www.dvb.org/dvb-worldwide, www.dvb-deployment-data-09 Tôi không sử dụng chép vi phạm qui định đề ví dụ như: Sao chép luận văn cũ, chép thông tin tính đích thực không công bố Trên lời cam đoan tôi, vi phạm hoàn toàn chịu trách nhiệm trước hội đồng bảo vệ luận văn thạc sĩ khoa, viện đào tạo sau đại học Hà Nội, ngày 25 tháng 10 năm 2010 Tác giả luận văn Hoàng Thọ Hiến Mục lục MỞ ĐẦU Error! Bookmark not defined Phần I CÁC TIÊU CHUẨN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ TRÊN THẾ GIỚI Error! Bookmark not defined Chương HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH HIỆN NAY SO VỚI HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRƯỚC ĐÓ Error! Bookmark not defined 1.1 So sánh hệ thống truyền hình trước truyền hình nayError! Bookmark not defined 1.1.1 Lưu trữ tín hiệu .Error! Bookmark not defined 1.1.2 Số lượng chương trình Error! Bookmark not defined 1.1.3 Tỷ lệ tín hiệu/ tạp âm (signal/Noise) Error! Bookmark not defined 1.1.4 Méo phi tuyến .Error! Bookmark not defined 1.1.5 Chồng phổ Error! Bookmark not defined 1.1.6 Giá thành độ phức tạp Error! Bookmark not defined 1.1.7 Xử lý tín hiệu Error! Bookmark not defined 1.1.8 Khoảng cách trạm truyền hình đồng kênhError! Bookmark not defined 1.1.9 Hiệu ứng Ghosts ( bóng ma) Error! Bookmark not defined 1.1.10 Các tín hiệu đỉnh điều chế Error! Bookmark not defined 1.1.11 Một số ưu điểm khác hệ thống truyền hình sốError! Bookmark not defined 1.2 So sánh hệ thống truyền dẫn truyền hình số Error! Bookmark not defined 1.2.1 Đối với truyền hình số qua vệ tinh Error! Bookmark not defined 1.2.2 Đối với truyền hình số cáp .Error! Bookmark not defined 1.2.3 Đối với truyền hình số mặt đất .Error! Bookmark not defined 1.3 So sánh hệ thống truyền hình số mặt đất: ATSC, DVB-T, ISDB-TError! Bookmark not de 1.3.1 Tiêu chuẩn ATSC Error! Bookmark not defined 1.3.2 Tiêu chuẩn ISDB-T Error! Bookmark not defined 1.3.3 Tiêu chuẩn DVB-T Error! Bookmark not defined Chương CÁC TIÊU CHUẨN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRÊN THẾ GIỚIError! Bookmark not d 2.1 Hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn ATSC (Advanced Television Systems Committee) Error! Bookmark not defined 2.1.1 Đặc điểm chung Error! Bookmark not defined 2.1.2 Hệ thống máy phát VSB:[4] Error! Bookmark not defined 2.1.3 Kết luận Error! Bookmark not defined 2.2 Hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn ISDB (Integrated Service Digital Broadcasting) Error! Bookmark not defined 2.2.1 Giới thiệu ISDB .Error! Bookmark not defined 2.2.2 Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất ISDB-TError! Bookmark not defined 2.2.3 Tiêu chuẩn truyền hình số vệ tinh ISDB-S (Integrated Service Digital Broadcasting- Satellite) Error! Bookmark not defined 2.3 Hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn DVB (Digital Video Broadcasting)Error! Bookmark no 2.3.1 Giới thiệu chung .Error! Bookmark not defined 2.3.2 Đặc điểm hệ thống DVB Error! Bookmark not defined 2.3.3 Tiêu chuẩn hệ thống truyền hình số vệ tinh DVB-S [8]Error! Bookmark not defined 2.3.5 Tiêu chuẩn truyền hình số vệ tinh DVB-S2Error! Bookmark not defined 2.3.6 Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-TError! Bookmark not defined 2.3.7 Truyền hình số mặt đất DVB-T2 Error! Bookmark not defined 2.3.8.Truyền hình số DVB – H Error! Bookmark not defined 2.3.9.Truyền hình số cáp DVB - C (Digital Video Broadcasting- Cable)Error! Bookmark not 2.4 Đánh giá trạng hệ thồng truyền hình số giớiError! Bookmark not defined Phần II QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ Ở VIỆT NAMError! Bookmark not def Chương THỰC TIỄN TRIỂN KHAI CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐError! Bookmark not defin Ở VIỆT NAM Error! Bookmark not defined 3.1 Truyền hình số mặt đất DVB-T Error! Bookmark not defined 3.1.1 Lý Việt Nam chọn hệ thống truyền hình số theo tiêu chuẩn DVBError! Bookmark n 3.1.2 Quá trình phát triển truyền hình số mặt đất Việt NamError! Bookmark not define 3.2 Truyền hình số qua cáp .Error! Bookmark not defined 3.3 Truyền hình số vệ tinh DVB-S Error! Bookmark not defined 3.3.1 Giới thiệu lịch sử phát triển truyền hình số vệ tinh Việt NamError! Bookmark not d 3.3.2 Truyền hình vệ tinh Việt Nam nay.Error! Bookmark not defined 3.4 Truyền hình Qua mạng IPTV Việt Nam Error! Bookmark not defined 3.4.1 Giới thiệu dịch vụ Error! Bookmark not defined 3.4.2.Dịch vụ truyền hình IPTV .Error! Bookmark not defined 3.5 Truyền hình số di động DVB-H Error! Bookmark not defined Chương XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ Ở VIỆT NAM Error! Bookmark not defined 4.1 Quy hoạch truyền dẫn, phát sóng phát thanh-Truyền hình đến năm 2020Error! Bookmark not defined 4.2 Một số phương án quy hoạch tần số khu vực đồng bắc bộError! Bookmark not defined 4.2.1 Mục tiêu (nguồn thông tin truyền thông)Error! Bookmark not defined 4.2.2 Nguyên tắc quy hoạch .Error! Bookmark not defined 4.2.3 Các tham số đầu vào quy hoạch .Error! Bookmark not defined 4.2.4 Phương án quy hoạch tần số Error! Bookmark not defined 4.3 Phương án để thiết kế hệ thống mạng đơn tần (SFN) cho khu vực Bắc BộError! Bookmark no 4.3.1 Đặc điểm mạng đơn tần SFN Error! Bookmark not defined 4.3.2 Mạng truyền dẫn phát sóng kỹ thuật số mặt đất đơn tần Bắc BộError! Bookmark not de 4.4 Xu hướng áp dụng công nghệ Việt Nam Error! Bookmark not defined 4.4.1 Giới thiệu truyền hình 3D Error! Bookmark not defined 4.4.2.Các phương pháp xử lý tín hiệu truyền hình 3DError! Bookmark not defined KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined Những kết đạt Error! Bookmark not defined Những kiến nghị Error! Bookmark not defined Hướng nghiên cứu, phát triển đề tài .Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO Error! Bookmark not defined DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt A Tiếng anh đầy đủ Tiếng việt AC Auxiliary channe Kênh phụ AAC Advanced Audio Coding Mã hóa âm tối ưu AC-3 Dolby AC-3 audio coding Mã hóa âm AC-3 ACI Adjacent Channel Interference Nhiễu kênh liền kề ACM Adaptive Coding and Modulation Mã hóa điều chế thích nghi 16APSK 16-ary Amplitude and Phase Shift Keying Điều chế khóa dịch pha biên độ 16 mức 32APSK 32-ary Amplitude and Phase Shift Keying Điều chế khóa dịch pha biên độ 32 mức AWGN Additive White Gaussian Noise Nhiễu trắng gaussian ATSC Advance Television Standards Committee Ủy ban truyền hình tiên tiến AVC Advanced Video Coding Mã hóa video tiên tiến ASI Asynchronous Serial Interface Giao diện không đồng BICM Bit Interleaved Coding and Modulation Mã hóa điều chế bit xen kẽ BW BandWidth Băng thông BB BaseBand Băng tần sở BSS Broadcasting Satellite Service Dịch vụ truyền hình vệ tinh BER Bit Error Ratio Tỷ lệ lỗi bít C/N Carrier to noise ratio Tỷ số tín/ tạp CATV Community Antenna(cable) Television Truyền hình cáp CBR Constant Bit Rate Tốc độ bít không thay đổi CCM Constant Coding and Modulation Điều chế mã hóa không đổi CCI Co-Channel Interference Nhiễu kênh CP Continual pilot Pilot liên tục CRC Cyclic Redundancy Check Mã vòng kiểm tra DAB Digital Audio Broadcasting Phát số DCT Discrete Cosine Transform Biến đổi cosine rời rạc B C D Từ viết tắt DBPSK Differential Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha sai hai mức DIBEG Digital broadcasting Exper’s Group Nhóm chuyên gia phát sóng số DFT Discrete Fourier Transform Chuyển đổi Fourier rời rạc DF Data Field Trường liệu DVB Digital Video Broadcasting Quảng bá truyền hình số DNP Deleted Null Packets Xóa gói rỗng DSNG Digital Satellite News Gathering Thu thập tin tức qua vệ tinh số DTV Digital Television Truyền hình số DTH Direct To Home Truyền hình trực tiếp tới hộ gia đình DTTB Digital Terrestrial Television broadcasting Truyền hình số phát sóng mặt đất DVD Digital Versatile Disc Đầu đĩa đa kỹ thuật số DVB-S Digital Video Broadcasting- Satellite Truyền hình số qua vệ tinh DVB-C Digital Video Broadcasting- Cable Truyền hình số qua cáp DVB-H Digital Video Broadcasting -Handheld Truyền hìn số di động DVB-T Digital Video Broadcasting -Terrestrial Truyền hình số mặt đất EAV End of Active Video Kết thúc tín hiệu video tích cực EDTV Enhanced Definition TeleVision Hệ truyền hình có độ phân giải cao EBU European Broadcasting Union Hiệp hội phát truyền hình châu Tiếng anh đầy đủ Tiếng việt E Âu ECM Entitlement Control Message Bảng tin điều khiển cấp phép ETSI European Telecommunications Standards Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu Institute EIRP Effective Isotropic Radiated Power Công suất xạ đẳng hướng hiệu dụng FEC Forward Error Correction Mã sửa lỗi trước FIR Finite Impulse Response Đáp ứng xung hữu hạn FSK Frequency Shift Keying Khóa dịch tần FSS Fixed Satellite Service Dịch vụ vệ tinh cố định FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh FIFO First-In, First-Out shift register Vào trước, trước F H Từ viết tắt HDTV High Definition TeleVision Truyền hình độ phân giải cao HP High Priority Ưu tiên cao HE-AAC High Efficiency AAC Hiệu suất cao AAC HFC Hybrid Fibre Coax Mạng cáp lai IBO Input Back Off Dự phòng đầu vào IFFT Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi fourier ngược nhanh IMUX Input Multiplexer Ghép kênh đầu vào IP Internet Protocol Giao thức internet ISO International Standards Organisation Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISDN Integrated Services Digital Network Mạng số đa dịch vụ ISDB Integrated Services Digital Broadcasting Tiêu chuẩn truyền hình số Nhật IS Interactive Services Dịch vụ tương tác ISCR Input Stream Clock Reference Tham khảo đồng hồ dòng đầu vào ISI Input Stream Identifier Nhận dạng dòng đầu vào ISSY Input Stream Synchronizer Đồng hóa dòng đầu vào ISSYI Input Stream Synchronizer Indicator Chỉ thị đồng hóa dòng đầu vào LDPC Low Density Parity Check Mã kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp LNB Low Noise Block Bộ lọc nhiễu thấp LSB Least Significant Bit Bít nhỏ LDTV Limited Definition TeleVision Truyền hình độ phân giải giới hạn LP Low Priority Ưu tiên thấp MATV Master Antenna Television Truyền hình anten chung MIS Multiple Input Stream Dòng đầu vào ghép kênh MPE Multi-Protocol Encapsulation Tổng hợp đa giao thức MSB Most Significant Bit Bít lớn MPEG Moving Picture Experts Group Nhóm chuyên gia nghiên cứu ảnh động MUX Multiplex Ghép kênh MMDS Multichannel, Tiếng anh đầy đủ Tiếng việt I L M System Multipoint Distribution Hệ thống phân tán đa kênh, đa điểm Từ viết tắt N Tiếng anh đầy đủ Tiếng việt NBC Non-Backwards-Compatible Không tương thích ngược NA Not Applicable Không áp dụng NP Null Packets Gói rỗng NPD Null-Packet Deletion Xóa gói rỗng NIT Network Information Table Bảng thông tin mạng NVOD Near Video On Demand Hình ảnh theo yêu cầu OMUX Output Multiplexer Ghép đầu OFDM Orthogonal Frequency Division Ghép kênh phân chia tần số trực giao O Multiplexing P PAL Phase Alternating Line Hệ truyền hình pha thay đổi theo dòng quét PAT Program Association Table Bảng thông tin chương trình PAPR Peak to Average Power Ratio Công suất đỉnh PRBS Pseudo-Random Binary Sequence Chuỗi giả ngẫu nhiên nhị phân PES Packetised Elementary Stream Dòng đóng gói PER Packet Error Rate Tốc độ sửa lỗi gói PLL Phase-Locked Loop Vòng khóa pha PLP Physical Layer Pipe Lớp vật lý riêng lẻ PCR Program Clock Reference Tham khảo đồng hồ chương trình PDC Programme Delivery Control Điều khiển truyền chương trình PID Packet IDentifier Nhận dạng gói PIL Programme Identification Label Nhãn nhận dạng chương trình PMT Program Map Table Bảng đồ chương trình PS Program stream Dòng chương trình PSI Program Specific Information Thông tin đặc tả chương trình PSTN Public Switched Telephone Network Mạng chuyển mạch điện thoại công cộng PSK Phase Shift Keying Khóa dịch pha 8PSK 8-ary Phase Shift Keying Khóa dịch pha mức Từ viết tắt Q Tiếng anh đầy đủ Tiếng việt QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ vuông góc QEF Quasi Error Free Hầu lỗi QPSK Quaternary Phase Shift Keying Điều chế dịch pha vuông góc RDS Radio Data System Hệ thống liệu vô tuyến RS Reed-Solomon Mã sửa lỗi SD Standard Definition(Video) Độ phân giải theo tiêu chuẩn SDT Service Description Table Bảng mô tả dịch vụ SDTV Standard Definition TeleVision Truyền hình theo tiêu chuẩn SNG Satellite News Gathering Cổng tin tức truyền hình vệ tinh SOF Start Of Frame Khởi động khung SFN Single Frequency Network Mạng đơn tần SI Service Information Thông tin dịch vụ SIT Selection Information Table Bảng thông tin lựa chọn SMATV Satellite Master Antenna Television Hệ thống thu truyền hình vệ tinh R S anten chung SP Scattered pilot Pilot gián đoạn SMI Storage Media Interoperability Khản cộng tác phương tiện thông tin đại chúng STS Synchronization Time Stamp Nhãn đồng thời gian TDT Time and Date Table Bảng ngày, TDM Time Division Multiplex Đa thành phần phân chia theo thời gian T- DMB Terrestrial digital multimedia broadcasting Mạng đa phương tiện truyền hình số T mặt đất TPS Transmission Parameter Signalling Báo hiệu tham số truyền dẫn TS Time slot Khe thời gian TS Transport Stream Dòng truyền tải TSDT Transport Stream Description Table Bảng mô tả dòng truyền tải TR Transmission rate Tốc độ truyền dẫn Luận văn tốt nghiệp Hoàng Thọ Hiến thực cách phối hợp SFN adapter thiết bị thu GPS để đồng cho máy phát mạng 4.4 Xu hướng áp dụng công nghệ Việt Nam Trong năm vừa qua phát triển công nghệ truyền hình số Việt Nam có nhiều khởi sắc có tính đột phá khu vực, áp dụng truyền hình số mặt đất, sau truyền hình số vệ tinh tiêu chuẩn SDTV , HDTV truyền hình IPTV, không dừng xu hướng năm tới Việt Nam tiếp tục áp dụng công nghệ truyền hình 3D công nghệ truyền hình đem đến cho người xem cảm nhận hình ảnh lập thể, không ba chiều giống cảnh thật Sau giới thiệu công nghệ truyền hình 3D: 4.4.1 Giới thiệu truyền hình 3D 4.4.1.1.Truyền hình 3D gì? TV 3D công nghệ hình nói chung tạo hiệu ứng ảo giác lập thể chiều không gian thứ ba chiều sâu, giới hạn chiều cao chiều rộng hình ảnh 2D TV HDTV công nghệ thông thường 4.4.1.2 Quá trình nhận thức hình ảnh 3D Một TV 3D hay hình rạp chiếu phim chiếu nội dung 3D phát đồng thời hai hình ảnh riêng biệt khung hình, hình ảnh dành riêng cho mắt bên phải hình ảnh dành riêng cho mắt bên trái người xem Hình ảnh cho mắt trái mắt phải chiếu lẫn vào nhau, đối tượng hình trái hình phải thường trùng lệch hai phía, vậy, xem mắt thường thấy hình ảnh 3D bị nhòe,như hình ảnh đây: Hình 4.8: Ảnh 3D không đeo kính 87 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Thọ Hiến Nhưng đeo kính 3D vào, hai hình ảnh trở thành hình ảnh 3D Lợi dụng tượng này, nhà nghiên cứu đưa phương án để tái lập hình ảnh phim ảnh, truyền hình phía người xem để tạo cảm giác chiều mắt người 4.4.1.3.bản chất việc tạo hình ảnh 3D Hệ thống máy móc trình diễn 3D xây dựng dựa việc người cảm thấy chiều sâu vật, đối tượng trước mặt quan sát trực tiếp mắt Khoảng cách trung bình hai mắt (của người lớn) thường 5cm đến 6cm, vậy, thực tế nhìn trực tiếp đối tượng nào, khoảng cách giúp cho hai mắt quan sát hình ảnh hai góc độ khác chút, điều tạo nên chiều sâu hình ảnh thể não người Hình 4.9 Hai hình ảnh xem từ mắt trái (Left Eye View) mắt phải (Right Eye view) não hoạt động xử lý ảnh, hợp lại để tạo thành ảnh 3D Ứng dụng tượng để tạo hình ảnh cho phim truyền hình Đây nguyên lý mà camera 3D Hình 4.9 : Hình ảnh thể não người Như vậy, hai hình ảnh phát hình TV 3D có góc độ tương đối khác nhau, với kính 3D chuyên dụng, chiều sâu hình ảnh tái tâm trí người xem, tạo cảm giác đối tượng hình chân thực, sống động quan sát trực tiếp qua mắt 4.4.1.4 Các công nghệ hình 3D Trong thực tế phát triển khoa học công nghệ giới có nhiều phương pháp tạo hình ảnh 3D cho truyền hình tạo hệ thống hiển thị cho 3D, tách làm hệ thống hiển thị cho truyền hình 3D sau: 88 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Thọ Hiến Hệ thống công nghệ stereoscopic( hình ảnh lập thể): [19] Là hệ thống dựa cặp kính, hình ảnh hướng đến mắt trái mắt phải Trong hệ thống phân thành hai loại: kính phân cực thụ động (passive glasses) kính phân cực tích cực (active glasses) thường kính cửa chập (shutter glasses); a Công nghệ Các kính phân cực tích cực, hay kính cửa chập tinh thể lỏng( Liquid Crystal Shutter Glasses): Về cặp kính thực ngăn cách luân phiên mắt trái mắt phải TV phát ảnh riêng rẽ cho mắt tức hiểu cách nôm na che mắt mở mắt theo tần số 120 lần/sec có mắt nhìn thấy hình ảnh thời điểm Do tạo nên ảnh 3D tâm trí người xem Nguyên tắc làm việc công nghệ kính cửa chập (hình 4.10) sau: Tín hiệu video TV lưu ảnh cho mắt trái mành chẵn, lưu ảnh cho mắt phải mành lẻ Bản thân TV đồng với kính cửa chập qua công nghệ tia hồng ngoại (infra-red) công nghệ sóng cao tần (RF) Các kính cửa chập có chứa tinh thể lỏng lọc phân cực Khi nhận tín hiệu đồng thích hợp từ TV mắt kính bị đóng (bị làm mờ tối) mở (được trở thành suốt) làm cho mắt trái nhìn thấy ảnh mành chẵn, mắt phải nhìn thấy ảnh mành lẻ tín hiệu video Điều có nghĩa thời điểm có mắt nhìn thấy ảnh Bằng việc xem hai ảnh từ hướng ứng với hai mắt khác ảnh 3D cấu tạo lại não người Left Right Hình 4.10: Kính mắt phải kính mắt trái nhìn ảnh 89 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Thọ Hiến Ưu điểm phương pháp là, phụ thuộc vào tần số khung hình sử dụng, sử dụng hình HD để xem nội dung 3D HD mà không cần cải biên công nghệ trập hình động độ phân giải hình ảnh 3D cực cao, lên tới độ phân giải hình ảnh Full HD với đĩa Blu-ray 3D, màu sắc không bị thay đổi người xem dễ thấy hình ảnh Một nhược điểm công nghệ đóng mở (chớp) nhanh cửa chập ánh sáng lọt vào mắt yếu hơn, làm cho ảnh dường tối b Công nghệ kính phân cực thụ động (passive glasses): Về kính phân cực kính râm bình thường, sử dụng cho xem 3D stereoscopic từ trước tới Chúng loại kính 3D thông dụng sử dụng rạp chiếu bóng Cũng giống kính cửa chập, kính phân cực dùng thấu kính để ảnh khác cho mắt, làm cho cấu trúc ảnh 3D não người xem Kính 3D phân cực làm việc sau: Để xem 3D qua kính phân cực quay phim phải dùng hai camera, dùng camera đơn với hai ống kính Đối với chiếu phim phải dùng hai máy chiếu trái phải, gắn với lọc phân cực ống kính, sau chiếu đồng thời phim ảnh Bộ lọc phân cực định hướng ảnh từ máy chiếu bên trái theo mặt phẳng (ví dụ, mặt phẳng đứng), lọc máy chiếu bên phải định hướng ảnh theo mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng (tức mặt phẳng ngang) Đối với xem truyền hình (màn hình LCD) dùng lọc phân cực phủ toàn hình (hình 4.11) Chúng dải lọc phân cực xếp theo chiều ngang hình, thay đổi luân phiên phân cực, với dải che dòng ngang pixel Khi hình ảnh hiển thị, dòng lẻ tín hiệu ảnh trái, dòng chẵn tín hiệu ảnh phải Các cặp mắt kính mà người xem đeo ngồi xem trang bị thấu kính phân cực khác Các thấu kính trái cặp kính xếp mặt phẳng đứng, với mặt phẳng hình ảnh mà máy chiếu trái phát ra, Tương tự thấu kính phải cặp kính Như mắt trái người xem nhìn thấy hình ảnh chiếu từ máy chiếu bên trái, mắt phải người xem nhìn thấy hình ảnh chiếu từ máy chiếu phải Vì 90 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Thọ Hiến hai hình ảnh thu nhận từ hai góc khác nên não người xem tổng hợp thành ảnh 3D Còn xem truyền hình thấu kính trái cặp kính mặt phẳng đứng, với mặt phẳng hình ảnh bán ảnh lẻ thấu kính phải cặp kính xếp mặt phẳng ngang, với mặt phẳng hình ảnh bán ảnh chẵn Như mắt trái người xem nhìn thấy hình ảnh bán ảnh lẻ, mắt phải người xem nhìn thấy hình ảnh bán ảnh chẵn Vì hai hình ảnh thu nhận từ hai góc khác nên não người xem tổng hợp thành ảnh 3D Hình 4.11: Màn LCD dùng lọc phân cực Nếu phân cực tròn trái tròn phải sử dụng ảnh giữ hiệu ứng 3D người xem nghiêng đầu Về thực chất mắt người xem nhìn thấy nửa ảnh toàn phần Ưu điểm phương pháp cần kênh truyền hình đơn tải tín hiệu 3D, cặp kính xem không đắt Nhược điểm hình phải gắn lọc phân cực đó, làm tăng đáng kể giá thành Việc xem video 2D bình thường, không dùng cặp kính, hình không bị ảnh hưởng lọc phân cực Một nhược điểm khác công nghệ là, cặp kính chập, cường độ ánh sáng tới mắt người bị giảm Như thấy nhược điểm lớn công nghệ stereoscopic 3D TV yêu cầu người sử dụng phải mang kính thiết bị đặc biệt để xem Điều không thuận tiện khó chịu, gây mỏi mắt Ngoài ra, kính xem truyền hình 3D Màn hình phải hiệu chuẩn để làm việc với 3D, kính có nghĩa ảnh xem bị méo mó… Điều dẫn đến việc chuyển sang lựa chọn giải pháp 3DTV không cần dùng kính 91 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Thọ Hiến c Phương pháp hiển thị DLP 3D: Hình 4.12: Hệ thống hình LDP Đây phương pháp dựa công nghệ hình xử lý số ánh sáng (Digital Light Processing – DLP) Nó liên quan tới việc tạo giản đồ dạng bàn cờ hai ảnh Máy chiếu thay đổi luân phiên hai ảnh hiển thị ảnh trái (ứng với ô vuông tối bàn cờ), sau ảnh phải (ứng với ô vuông sáng) Hệ thống dùng cặp kính cửa chập tích cực Phương pháp làm việc tốt với hình DLP, tín hiệu phải cung cấp theo định dạng bàn cờ, định dạng có nguồn gốc từ board đồ họa máy tính hộp biến đổi đặc biệt Hệ thống công nghệ Autostereoscopic TV ( hình ảnh lập thể không dùng kính) Các máy thu hình autostereoscopic TV hoạt động dựa nguyên lý giống dựa công nghệ là: Các thấu kính hình hột đậu (lenticular lenses) Tấm chắn thị sai (parallax barrier) a Công nghệ lenticular lenses [19] Đây công nghệ dùng thấu kính dạng hình trụ nhỏ xíu, gọi lenticule Các lenticule dán thành mạng phiến suốt Sau phiến dán lên bề mặt hiển thị hình LCD Do người xem, xem ảnh ảnh phóng to thấu kính hình trụ Các hoạt động hình lenticular hiển thị hình 4.13 92 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Thọ Hiến Hình 4.13: Thấu kính hình trụ mặt LCD Nhược điểm công nghệ lenticular lenses phụ thuộc nhiều vào vị trí góc ngồi so với hình Nó đòi hỏi vị trí xem tốt để đạt hiệu ứng 3D, việc lệch dù làm cho ảnh TV cảm thụ giường bị méo Ngoài bất lợi hình lenticular là: mức tối thiểu, độ phân giải ngang giảm nửa nửa điểm ảnh sử dụng cho hình ảnh mắt trái nửa sử dụng cho hình ảnh mắt phải Ưu điểm hệ thống người quan sát không cần phải mang loại kính để cảm nhận hình ảnh lập thể b Công nghệ chắn thị sai (parallax barrier) Công nghệ parallax barrier phương pháp khác cho phép xuất ảnh autostereoscopic Công nghệ phát triển mạnh, công nghệ thân thiện với khách hàng, có lẽ công nghệ cho phép xem 2D thông thường Parallax barrier lưới tinh thể lỏng đặt phía trước hình, với khe hở tương ứng với cột pixel định TFT Các vị trí cắt phép truyền ảnh luân phiên tới mắt người xem họ ngồi vị trí xem tối ưu Khi điện áp thấp đặt vào parallax barrier khe hở hướng ánh sáng từ ảnh tới mắt trái mắt phải khác ít; tạo hình dung độ sâu ảnh 3D não Hoạt động công nghệ parallax barrier (hình 4.14) sau Trong mode 2D tinh thể lỏng chuyển mạch điều khiển cho chắn thị sai suốt, cho phép tất ánh sáng qua Điều làm cho mắt trái mắt phải nhìn thấy ảnh vậy, dẫn tới hiển thị hai chiều Trong mode 3D chắn thị sai tạo việc điều khiển chuyển 93 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Thọ Hiến mạch tinh thể lỏng, tách ánh sáng tới hai ảnh Điều tạo ảnh khác tới mắt trái mắt phải, tạo cảm giác độ sâu Hình 4.14: Công nghệ chắn thị sai Ưu điểm công nghệ chắn thị sai đóng mở dễ dàng chắn, theo hãng sản xuất máy thu hình 3D loại cần dùng phím nhấn (button) điều khiển xa chuyển xem ảnh 2D hay 3D Do cho phép máy thu hình sử dụng cho xem 2D 3D Nhược điểm công nghệ để xem 3D trung thực cần phải chọn vị trí xem tốt Tất nhiên, công nghệ lenticular lenses việc chọn khó, người xem thụ cảm tốt nội dung 3D vị trí 4.4.2.Các phương pháp xử lý tín hiệu truyền hình 3D + Có nhiều phương pháp như: - Mã hóa tín hiệu màu - Gửi hai ảnh tín hiệu trái, phải; có nghĩa truyền simulcast - Phương pháp tương thích frame - Phương pháp 2D + Depth Trong luận văn đề cập đến: Phương pháp 2D + Depth + Phương pháp 2D + Depth [21] Trong phương pháp người ta gửi ảnh truyền hình nguyên vẹn cộng với thông tin cho phép ảnh trái phải cấu trúc lại hoàn chỉnh máy thu (hình 4.15) Thông tin thường đồ độ sâu ảnh, coi dạng metadata 94 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Thọ Hiến Đây mục tiêu dự án IST(Information Society Technologies) châu Âu giới thiệu công nghệ truyền hình ba chiều tiên tiến ATTEST (Advanced Three-Dimensional Television System Technologies) thiết kế hệ thống phát sóng 3D-TV linh hoạt Ngược lại với đề xuất trước đây, thường dựa khái niệm "video" lập thể, tức chiếm , truyền tải hiển thị video riêng biệt hai dòng, cho mắt trái cho mắt phải, ý tưởng dựa phương pháp truyền tải linh hoạt video monoscopic màu sắc liên kết thông tin độ sâu pixel Từ hình ảnh 2D cộng với Depth tạo ảnh 3D sau tạo thời gian thực bên hệ thống thu xử lý tín hiệu để lấy lại hình ảnh 3D Các kiến trúc mô đun mở đề xuất ATTEST hệ thống cung cấp tính quan trọng, chẳng hạn khả tương thích ngược trở lại với truyền hình 2D-TV kỹ thuật số sử dụng, khả mở rộng thiết bị thu khả thích ứng dễ dàng để loạt hình khác 2D 3D Để dễ dàng cho xử lý tín hiệu hình ảnh chuỗi truyền dẫn liệu ATTEST 3D-TV khái niệm minh họa hình 4.15 Bao gồm bốn khối chức sau: Ghi tín hiệu 3D,chuyển đổi từ 2D sang 3D, mã hóa tín hiệu video 3D, truyền tải, hiển thị Đối với truyền hình 3D tương lai hai cách tiếp cận ghi tín hiệu 3D chuyển đổi từ 2D lên 3D Trong trường hợp ghi tín hiệu 3D hình ảnh tạo hệ thống camera để ghi tín hiệu hình ảnh 3D Hình 4.15: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình 3D.[20] Hệ thống tích hợp nguồn sáng hồng ngoại tốc độ xung cao vào camera thông thường cảm nhận ánh sáng để đo trực tiếp độ sâu ảnh Tuy 95 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Thọ Hiến nhiên công nghệ 3D-TV phải đáp ứng nhu cầu chất lượng cao, đủ ba chiều cách chuyển đổi chương trình thực 2D thành 3D video cách sử dụng thuật toán " từ cấu trúc chuyển động" Về nguyên tắc, chẳng hạn phương pháp nhiều chuỗi video monoscopic để thiết lập nhiều hình ảnh từ thông tin cấu trúc 3D cảnh cảm nhận Để tạo hình ảnh 3D, bao gồm hình ảnh 2D chuỗi độ sâu hình ảnh kèm với độ phân giải không gian (spatio temporal) Mỗi độ sâu hình ảnh xác định giá trị mức xám (gray values) bit, với mức xám ( graylevel) xác định giá trị xa mức xám 255 xác định giá trị gần (xem hình 4.16) Độ sâu giá trị số liệu cần thiết cho tạo hình ảnh lập thể phải linh hoạt cảnh 3D với đặc điểm độ sâu khác nhau, mức xám đơn giản hóa với hai độ sâu cắt san Gần mức độ cắt Z near mức xám 255 xác định độ sâu nhỏ nhất, mức độ cắt Zfar mức xám xác định độ sâu lớn Số liệu giá trị Z thể cho chiều sâu hình ảnh cụ thể Hình 4.16: Các định dạng liệu đại diện ATTEST Nó bao gồm: Hình ảnh 2D định dạng kỹ thuật truyền hình liên kết với bit độ sâu hình ảnh đơn giản hóa với mặt phẳng cắt gần (Znear) mặt phẳng cắt xa (Zfar) Mã hóa Hình ảnh 3D Để cung cấp cho người xem 3D-TV với nội dung ba chiều, video colour monoscopic kết hợp với thông tin độ sâu perpixel nén sau truyền sóng truyền hình kỹ thuật số Để đảm bảo khả tương thích ngược với yêu cầu 2D-TV hộp giải mã (STB: set top boxe), với hình ảnh 2D mã hóa cách sử dụng tiêu chuẩn MPEG-2 Trong hình ảnh 3D nén cách sử dụng phương pháp hiệu tiêu chuẩn MPEG-4 Visual hay Advanced Video Coding (AVC), thể hình 4.17 96 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Thọ Hiến a) c) b) d) e) f) Hình 4.17: Các phương pháp mã hóa truyền hình 3D Trong hình 4.17 Bộ mã hóa thiết lập điển hình, tức GOP (Group of Pictures) chiều dài 12 với cấu trúc GOP IBBPBBP thông số, đồ thị c f thể đường cong sử dụng phương pháp mã hóa khác cho ta biết tốc độ bit khác Hai đồ thị (c, f) cho thấy, trước hết, mã hóa AVC tốt MPEG-4 Visual thích hợp cho mã hóa thông tin chiều sâu perpixel (với AVC hiệu hơn) 97 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Thọ Hiến KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Những kết đạt Trong luận văn trình bày tiêu chuẩn hệ thống truyền hình số giới bao gồm tiêu chuẩn phổ biến ATSC, ISDB DVB.Trong bao gồm truyền hình số mặt đất, truyền hình số vệ tinh, truyền hình số cáp , truyền hình di động,và đưa bảng tiêu chuẩn mà ITU thông qua với để so sánh hệ thống truyền hình mà tác giả muốn đề cập, từ để liên hệ Việt Nam lại sử dụng tiêu chuẩn truyền hình Với mục đích nghiên cứu tiêu chuẩn truyền hình số giới khả phát triển Việt Nam nên luận văn tập chung nghiên cứu tiêu chuẩn mà hầu hết giới áp dụng Việt Nam Truyền hình số theo tiêu chuẩn DVB Châu Âu, bao gồm: Truyền hình số mặt đất DVB-T,T2; truyền hình số vệ tinh DVB-S,S2; truyền hình cáp DVB-C,C2 đưa so sánh hệ thống để hiểu hệ thống sử dụng kỹ thuật điều chế, mã sửa sai, nén tín hiệu có ưu nhược điểm Phần tập trung nghiên cứu trạng Việt Nam sử dụng hệ thống truyền hình số hiệu hạn chế triển khai nước ta Luận văn giới thiệu phương án quy hoạch tần số đưa phương án thiết kế mang đơn tần (SFN) cho khu vực Bắc Bộ để tiết kiệm tài nguyên tần số Và đưa phương hướng áp dụng công nghệ Việt Nam cụ thể truyền hình 3D chủ yếu nghiên cứu hệ thống công nghệ stereoscopic loại kính, hệ thống công nghệ stereoscopic hình, phương pháp công nghệ truyền hình 3D chủ yếu nghiên cứu phương pháp 2D + Depth ( hình ảnh 2D cộng với độ sâu ảnh) Những kiến nghị Thứ nhất: Cần lập kế hoạch triển khai sớm hệ thống truyền hình số mặt đất (SFN) để tiết kiệm tài nguyên tần số Thứ hai : Chúng ta khai thác vệ tinh Vinasat cho phát sóng truyền hình số vệ tinh cần phải lập kết hoạch khai thác tiếp truyền hình hội nghị ứng dụng truyền hình cho đào tạo từ xa truyền hình quốc tế đảm bảo phục vụ nhanh chóng việc đưa tin tức hình ảnh kiện quốc tế, đối ngoại diễn Việt Nam với giới 98 Luận văn tốt nghiệp Hoàng Thọ Hiến Thứ ba: Mạng truyền hình cáp Việt Nam, chủ yếu dụng mạng cáp lai HFC (analog), tín hiệu chưa đảm bảo chất lượng hình ảnh trung thực, cần sớm có kế hoạch đầu tư trang thiết bị triển khai diện rộng toàn quốc truyền hình cáp số đảm bảo cộng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Hướng nghiên cứu, phát triển đề tài Trong luận văn nghiên cứu nét tiêu chuẩn truyền hình số giới phát triển Việt Nam Tác giả xin đề cập số hướng nghiên cứu phát triển tương lai: • Nghiên cứu mạng đơn tần (SFN) cho truyền hình số mặt đất DVB-T1,T2, thiết kế hệ thống mạng cho khu vực lãnh thổ Việt Nam • Nghiên cứu truyền hình 3D: nguyên tắc xử lý ảnh 3D, nén ảnh dùng MPEG-4 , kỹ thuật truyền hình 3D công nghệ phát triển giới xu hướng Việt Nam giai đoạn 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt Đỗ Hoàng Tiến, Dương Thanh Phương, Truyền hình kỹ thuật số, Nhà XBKH-KT (2004) Ngô Thái Trị (2004),Truyền hình số, Nhà XBĐHQG Hà Nội Một số tạp chí, tài liệu dự thảo, web: www.vtc.com.vn, www.vinasat.com.vn, www.dvb.org/dvb-worldwide, www.dvb-deployment-data-09 Tiếng anh ATSC Digital Television Standard Part – 6, Digital Television System (A/53, Part 1-6:2007) A138.DEN 302.769 (DVB),(2010); Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital transmission system for cable systems (DVB-C2) DVB-T2 Handbook: Published by DigiTAG - The Digital Terrestrial Television Action Group ETSI EN 300 468 V1.8.1 (2008-07): Digital Video Broadcasting (DVB); Specification for Service Information (SI) in DVB systems EN 301 210 V1.1.1 (1999-03): Digital Video Broadcasting (DVB) - Framing structure, channel coding and modulation for Digital Satellite News Gathering (DSNG) and other contribution applications by satellite ETSI EN 302 307 V1.2.1 (2009-08): Digital Video Broadcasting (DVB); Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications (DVB-S2) 10 EBU- DVB-S2 : EBU technical review – October 2004 , A Morello and V Mignone 11 ETSI EN 300 744 V1.5.1 (2004-11): Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television 12 ETSI TS 102 773 V1.1.1 (2009-09): Digital Video Broadcasting (DVB); Modulator Interface (T2-MI) for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2) 13 ETSI EN 302 755 V1.2.1 (2009): Digital Video Broadcasting (DVB); Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2) 14 EN 300 429 V1.2.1 (DVB), (1998-04); Framing structure, channel coding and modulation for cable systems 15 ETSI TS 101 191 V1.4.1(2004-06); DVB mega-frame for Single Frequency Network (SFN) synchronization 16 ETSI EN 301 958 V1.1.1 (DVB) (2002-03); Interaction channel for Digital Terrestrial Television (RCT) incorporating Multiple Access OFDM 17 ISO/IEC 13818-2 (1995) MPEG-2: DVB, ISDB, ATSC 18 Masayuki takada, member,IEEE, and masafumi saitovol (Januaru 2006) Transmission System for ISDB-T 19 Rhys Hawkins: (2002)-Digital Stereo Video; display, compression and transmission 20 Vetro (TR2010-011 April 2010): Representation and Coding Formats for Stereo and Multiview Video 21 Enis C¸ etin (21 May 2008): Motion Vector Sharing and Bitrate Allocation for 3D Video-Plus-Depth Coding 22 Gordon McDonald (April 21, 2006): Low Density Parity Check Codes ... CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ TRÊN THẾ GIỚI Chương HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH HIỆN NAY SO VỚI HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRƯỚC ĐÓ 1.1 So sánh hệ thống truyền hình trước truyền hình. .. Đánh giá trạng hệ thồng truyền hình số giới 64 Phần II QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ Ở VIỆT NAM 67 Chương THỰC TIỄN TRIỂN KHAI CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ 67 Ở VIỆT NAM ... là: Hệ thống truyền hình giới khả phát triển Việt Nam Đối tượng nghiên cứu luận văn bao gồm chương: Chương 1: Hệ thống truyền hình so với truyền hình trước đó: Trình bày trình phát triển hệ thống